プレスリリース

　ＪＳＴ 課題達成型基礎研究の一環として、明治大学の渡邊 將人特任講師と長嶋 比呂志　教授、自治医科大学の花園 豊教授らは、人工酵素と体細胞核移植を組み合わせた効率的な方法により、短期間（６か月）で免疫のない（免疫不全）ブタの作出に成功しました。

　ブタで特定の遺伝子機能を消失させる（ノックアウト注２））には、外来遺伝子の導入を伴う相同組み換え注３）が利用されていました。しかし、この方法は手順が非常に煩雑で、目的の遺伝子で組み換えが起こる効率の低さから多くの時間を要し、またゲノムに外来遺伝子を挿入する時に、目的以外の遺伝子機能を傷つけてしまうリスクを抱えています。今後、免疫不全症などの難治性疾患や再生医療の研究に遺伝子ノックアウトブタを用いるためには、より効率的に短期間で、目的以外の遺伝子機能を傷つけるリスクのない方法が望まれていました。

　ジンクフィンガーヌクレアーゼ注４）は最近発明された人工酵素で、全く新しい遺伝子編集ツールです。本研究グループは、ジンクフィンガーヌクレアーゼの発現にＤＮＡではなくｍＲＮＡを用い、さらに体細胞核移植技術注５）を組み合わせることにより、目的以外の遺伝子機能を傷つけるリスクなく、短期間に免疫不全ブタを作ることに成功しました。

　この新手法により、今後ヒトの疾患を模倣した医学研究用ブタの作出を大きく加速できます。作製された免疫不全ブタは、ヒトＳＣＩＤ様の病態を示したことから、ヒト免疫不全症の忠実な疾患モデルとして、その治療法の研究に大きく貢献することが期待されます。また、ヒトの幹細胞やがんなどの各種評価は免疫のないマウスを用いて行われていましたが、今後はブタで可能になり、ヒトをより忠実に反映する知見が得られ、新しい幹細胞治療法やがん治療法の評価・開発につながることが期待されます。

　本研究成果は、２０１３年１０月９日（米国東部時間）発行の科学誌「ＰＬＯＳ　ＯＮＥ」に掲載されます。

詳細は、科学技術振興機構（JST）のホームページをご覧ください。
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20131010/index.html

　重症複合型免疫不全症（ＳＣＩＤ：ｓｅｖｅｒｅ　ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｉｍｍｕｎｏｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙ）は、生体の防御機構である免疫に関わるＴ細胞やＢ細胞の欠損または機能異常により、免疫不全となる疾患。これまでＳＣＩＤはいくつかの遺伝子の変異により引き起こされることが知られているが、そのうちＩＬ２ＲＧ遺伝子の変異が最も多い。液性・細胞性免疫の欠如により、生後数週間以内から細菌、ウイルスなどすべての病原体に対する易感染性を示すようになり、早期に造血幹細胞移植が行われなければ、乳児期に死に至る。
　遺伝子の機能を欠損させる遺伝子工学技術の１つ。遺伝子ノックアウトは相同組み換えによる方法、最近ではジンクフィンガーヌクレアーゼなどの遺伝子編集ツールを用いて行うことにより可能である。特定の遺伝子を不活性化させ、正常個体と比較することで、その遺伝子の機能を推定することができる。遺伝子ノックアウト動物は、遺伝子ノックアウトの技法によって１個以上の遺伝子が無効化された動物であり、疾患原因の解明、治療法の開発などに大きく貢献している。
　組み換えは、異なるＤＮＡ分子間で塩基配列がよく似た部位（相同部位）で起こる遺伝子の組み換えであり、さまざまな化学物質や放射線により切断されたＤＮＡは主に相同組み換えによって修復されることが知られている。この性質を利用して、対象とする遺伝子と相同の配列を両端に持つターゲティングベクターを用いることで、相同組み換えを誘導し、結果的に遺伝子をノックアウトすることが可能である。しかし、標的とする遺伝子で相同組み換えが起こる頻度が非常に低く、効率が悪い。マウスでは、胚性幹細胞（ＥＳ細胞）を用いた相同組み換えにより、これまで多くの遺伝子ノックアウトマウスが作製されてきた。
　ジンクフィンガーヌクレアーゼは、ジンクフィンガーと呼ばれるＤＮＡに結合する性質を持つたんぱく質のドメインと、ヌクレアーゼと呼ばれるＤＮＡを切断するハサミの役割を果たすたんぱく質のドメインから成る人工酵素。ジンクフィンガードメインは任意のＤＮＡ配列を認識するように改変が可能であり、これによってジンクフィンガーヌクレアーゼが複雑なゲノム中の特定の遺伝子を標的とし、ＤＮＡを切断することができる。ＤＮＡ切断後は、生体が持つＤＮＡ修復機構を利用して再度つなぐことで、ゲノムＤＮＡを自在に切り繋ぎし編集することができる。２００９年、世界で初めてジンクフィンガーヌクレアーゼを用いて、遺伝子ノックアウトラットが作製され、生物種を問わず遺伝子ノックアウトを可能とする革新的ツールである。
　体細胞核移植技術（体細胞クローニング）とは、核を除いた未受精卵へ体細胞の核を移植（融合）することによって、作製した初期胚を代理母に移し、個体（クローン）を作出する方法。誕生した子は、元の体細胞の核と同一の遺伝情報を持つ。１９９６年に世界で初めて体細胞クローンヒツジの「ドリー」が誕生。